豬場常用消毒劑對厭氧消化系統的影響

2022-11-11 08:03:02 字數 5720 閱讀 8316

2014第1期養豬

王輝 ,王燕 .一,廖新悌1,2,3,吳銀寶

(1莉農業大學動物科學學院,廣東廣州510642;2.華南農業大學農業部生態農業重點開放實驗室,廣州510642:

3.廣東省畜禽健康養殖與環境控制企業重點實驗室,雲浮5274oo)

中圖分類號

文獻標誌碼:a

文章編號:1002-一

摘要:選取豬場常用的3種消毒劑戊二醛、百毒殺和優氯淨,通過模擬厭氧消化試驗,研究其對厭

氧消化系統的影響。結果表明,百毒殺和優氯淨顯著抑制系統產甲烷量;百毒殺和優氯淨的高濃度使用還能顯著影響總產氣量;而戊二醛的使用均未顯著影響厭氧消化系統的總產氣量和甲烷總產量。3種消毒劑均未影響厭氧消化系統的揮發性脂肪酸(vfa)以及ph的變化。

在本試驗條件下,百毒殺和優氯淨的使用影響了厭氧消化系統的功能和穩定性;而戊二醛的加入未對系統產生影響。因此,生產上應採取措施防範消毒劑百毒殺和優氯淨使用過程對廢棄物後續處理的抑制作用。關鍵詞:

消毒劑;戊二醛;百毒殺;優氯淨;豬糞;厭氧消化系統

一,wuyinbao

使用消毒劑是養豬生產必不可少的措施[1-31。目前消毒劑種類繁多 ,筆者對廣東省11個豬場的消毒劑使用情況開展調查,結果顯示,按使用頻率高低依次為:氯製劑、季銨鹽類、酚類、醛類等。

養殖過程使用消毒劑後不可避免殘留在豬場糞尿中。糞便的無害化處理、資源化利用,成為當今養豬業亟待解決的問題[9-n]。厭氧消化是目前處理豬場廢棄物最重要的技術之一}l2-塒。

然而在厭氧消化過程中,經常遇到甲烷產量低和系統不穩定等問題㈣,畜禽糞便中存

收稿日期收稿修回

**專案:溫氏**專案「捨外非接觸式豬發酵床關鍵引數的研

究與應用」

在的各種各樣的抑制性物質是干擾厭氧消化正常程序的首要原因【-51。由於豬場使用的各種消毒劑多數具有廣譜抗菌性,可能會隨著糞汙進入厭氧消化系統,並對系統微生物產生抑制作用,從而影響有機物的分解速度和甲烷的產生,最終影響豬場糞汙的有效處理和能源的高效利用 。因此本文選用豬場常用的戊二醛、百毒殺、優氯淨3種消毒劑為研究物件,採用動態模擬厭氧消化系統,研究其對厭氧消化的影響,為消毒劑在養豬場的合理使用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

厭氧消化接種液:取自華南農業大學種豬場汙

作者簡介:王輝(1986一),女,河南漯河人,碩士,主要從事家畜水處理站厭氧池出水,採集後密閉運輸到實驗室,當生態研究

天新增到厭氧消化裝置中。通訊作者:廖新悌,福建連江人,教授,博士生導師,主要從事家畜

生態研究豬糞:取自華南農業大學種豬場的鮮豬糞,不含

74養豬

任何消毒劑,試驗前不對豬糞做任何預處理。戊二

醛:2%稀戊二醛溶液,廣州某動物藥業****生產;百毒殺:10%溴化二甲基二癸基烴銨,上海某生化****生產;優氯淨:三氯異氰脲酸粉(含有效氯30%以上),某省畜牧研究所生產。

1.2試驗方法

1.2.1厭氧發酵裝置有效容積為1300ml的三口玻璃燒瓶i71,側邊兩個出口分別用於取發酵液樣和加入豬糞樣。置換瓶內裝飽和氯化鈉溶液,厭氧發酵所產生的氣體,將等體積的飽和氯化鈉溶液從置換瓶匯出至集液瓶。整個裝置管路由橡膠管連線,在各個連介面處塗凡士林,保證裝置的氣密性。

1.2.2試驗設計厭氧消化試驗於2012年12月24日至2013年1月14日在華南農業大學動物科學學院家畜生態研究室實驗室培養箱內進行。溫度設為(35±1)oc,固體率為10%。每種消毒劑設3個處理:

空白組、低濃度組藥期內的平均濃度)、高濃度組(疫病時的用藥濃度),每個處理設3個重複。試驗設計見表1。

表13種消毒劑的厭氧消化試驗設計

1.2.3厭氧消化系統的啟動和執行管理正式試驗

期22 d,各處理組每天9:00從厭氧消化系統中取出100 ml混勻的沼液,同時加入100ml固體率為10%的豬糞汙水。根據不同消毒劑在生產中實際應用的頻率,戊二醛的加藥時間分別為試驗的第0、7、14天;百毒殺和優氯淨的加藥時間分別為試驗的第0、5、10、15天。

在加藥期,相應處理當天所加入的豬糞汙水應含相應濃度的消毒劑。1.2.4檢測指標及方法產氣量:採用排水法計算產氣量。

產甲烷量:用50 ml注射器從發酵罐中採集氣體30ml於採氣袋中,利用日本島津gc一2010型氣相色譜儀採用外標法測定舊。揮發性脂肪酸(vfa):

參考姜芳等(2009)的檢測方法㈣。dh:玻璃電極法。

1.2.5統計分析試驗資料採用spss17.0軟體進行統計分析,多重比較採用鄧肯極差檢驗法。2結果與分析2.1消毒劑對厭氧消化產氣量的影響

由表2可知,戊二醛3個處理日產氣量變化趨勢基本一致,先緩慢上公升,在第11天達到最大,然後有乙個短暫的下降期,第l4天後又緩慢上公升,最後趨於穩定。3個處理總產氣量差異不顯著(p>0.05),表明戊二醛對厭氧消化系統總產氣量沒有影響。

ml表2戊二醛、百毒殺和優氯淨對厭氧消化系統產氣量的影響

注:同一項同行肩標小寫字母不同表示差異顯著(屍<o.05),下同。

2014第1期王輝,等.豬場常用消毒劑對厭氧消化系統的影響75

試驗期間百毒殺3個組的產氣量變化趨勢基本一致,系統產氣量先快速上公升,在第10至第1l天達到最大日產氣量,接著緩慢下降,最後逐步穩定。百毒殺低濃度組的總產氣量與空白組差異不顯著(0.05),高濃度組的總產氣量顯著低於空白組(p<0.05),降低了4.11%。這說明高濃度的百毒殺(疫病時的使用濃度)能顯著抑制系統產氣量。

優氯淨3個處理組日產氣量隨時間變化趨勢基本一致,開始日產氣量隨時間緩慢上公升,第14天達到最高,接著逐漸下降,第16天後趨於穩定。優氯淨低濃度組總產氣量與空白組差異不顯著(戶>0.05),高濃度組總產氣量顯著低於空白組(p<0.05),降低了8.11%。這表明按照疫病期優氯淨的使用濃度能顯著抑制厭氧消化系統的總產氣量。

2.2消毒劑對厭氧消化系統產甲烷量的影響

由表3可知,戊二醛空白組甲烷日產量幾乎呈直線上公升趨勢,第15天達到峰值,後趨於穩定;戊二醛低濃度和高濃度組變化基本呈緩慢上公升趨勢。試驗末,3個組的甲烷日產量趨於一致。戊二醛

3個處理甲烷總產量差異不顯著(p>0.05)。說明分別加入戊二醛未顯著影響系統產甲

烷量。百毒殺3組日產甲烷量趨勢基本一致。開始呈上公升趨勢,在第10至第11天達到峰值,然後緩慢下降,並趨於穩定;日產甲烷量與日產氣量峰值出現時間一致。

試驗末,3組的甲烷日產量趨於一致。與空白組比較,低濃度和高濃度百毒殺組甲烷總產量分別降低11.63%和但是高低濃度組之間甲烷總產量差異不顯著(p>0.05)。說明濃度百毒殺的加入均顯著減少了厭氧消化系統甲烷總產量,同時也表明存

在劑量效應。

優氯淨對日產甲烷量的影響3個組變化趨勢基本一致,呈階梯上公升。優氯淨高、低濃度組之間總產甲烷量差異不顯著(p>0.05),與空白組相比,低濃度和高濃度組總產甲烷量分別下降說明0.03%和0.06%濃度優氯淨的加入均顯著影響厭氧消化系統產甲烷量。

ml表3戊二醛、百毒殺和優氯淨對厭氧消化系統產甲烷量的影響

2.3消毒劑對vfa的影響

由表4可知,3種消毒劑的不同濃度處理間

的vfa變化趨勢基本一致,並且在整個試驗期,波動不大。方差分析表明,試驗期間新增消毒劑與空白對照相比,vfa濃度差異均不顯著0.05)。這表明,新增試驗濃度的3種消毒劑均未引起系統

vfa的積累,未對系統的執行造成影響。在有機物的厭氧分解中,vfa是作為生物代謝的中間或最終產物而存在,vfa的去除程度可直接反映甲烷菌的活性,進而揭示系統執行狀況[20-21]。作為發酵的抑制因子,vfa的積累會導致ph的下降,抑制甲烷菌活性,甚至使甲烷菌死亡,導致產氣停止 。

76養豬

2.4消毒劑對厭氧消化系統ph的影響

由表5可知,3種消毒劑的不同濃度處理間ph的變化趨勢基本一致。試驗初期,ph較低,隨後緩慢上公升,結束時趨於穩定。這可能是在初始階段,

消化原料處在水解酸化階段,所以ph較低,接著

到了厭氧發酵中期,產甲烷菌開始活躍,抑制了產

酸菌的活性,並對發酵初期產生的有機酸進行利用所致。

表5戊二醛、百毒殺和優氯淨對厭氧消化系統ph的影響

2014第1期王輝,等.豬場常用消毒劑對厭氧消化系統的影響

遼寧農業科學討論與結論

有機固廢厭氧消化技術研究進展『j1.

在本試驗條件下,高濃度的百毒殺和優氯淨均[12】肖波,李蓓,李冰冰,等.

科技創業月刊

顯著抑制了系統產氣量和產甲烷量;低濃度的百毒

殺和優氯淨均顯著影響了產甲烷量;戊二醛均未顯物測試分析『jl_安徽農業科學著影響系統的總產氣量和甲烷總產量。這可能與不

同種類的消毒劑性質相關。張京景等【23]研究表明,添

加0.05%的優氯淨對產氣影響不大,但隨優氯淨濃

度的提高對厭氧消化系統產氣的抑制作用增強,

0.1%新增量抑制較為明顯,0.2%新增量則完全抑制

產氣;本試驗優氯淨對產氣、產甲烷量的抑制效應與之相符。n6】張京景,蘇有勇,李吳,等.消毒劑對沼氣發酵影響的實驗研

究『j1.化學與生物工程試驗結果表明,3種消毒劑均未影響厭氧消化

系統的vfa以及dh的變化。而張京景等[231研究表

明,優氯淨使沼氣發酵體系的vfa含量增加,在添

加量為0.05%時,含量增加33.14%;另外,優氯淨會『

181杜麗芳.蛋雞糞厭氧消化氨氮抑制效應與調控措施的研究

抑制正常的沼氣發酵酸鹼環境的變化趨勢,使環境『d1.廣州:華南農業大學,2012.

oh變化速度有減慢趨勢。本試驗結果與之有異,原『191姜芳,王佳壟,劉建新.內標法同時測定揮發性脂肪酸和乳酸

的方法**fj].中國畜牧雜誌因可能是本試驗所加入的優氯淨濃度比張京景等

研究中採用的濃度低,同時本試驗採用模擬生產實[

際的動態進出樣,與張京景等採用的靜態模型(試驗

過程一次加藥)不同。f211劉彩霞,席曉晶,彭黨聰,等.厭氧序批式反應器內揮發性脂

綜上所述,百毒殺和優氯淨的使用能影響厭氧肪酸積累特性研究『j].環境工程學報

221張彤,李偉,李文靜,等.糞稈結構配比厭氧發酵中ph、vfa消化系統的功能和穩定性,而戊二醛則不會,因此,『

與產氣效果的關係….農業環境科學學報生產上應採取措施防範消毒劑百毒殺和優氯淨使用

過程對廢棄物後續處理的抑制作用。

f231張京景,蘇有勇,孔琳,等.消毒劑對養殖場糞汙產沼氣的影

『131郝元元,劉榮厚.大中型沼氣工程工藝流程發酵原料及其產

響『c 全國農村清潔能源與低碳技術學術研討會.鄭州,2011:

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fj].農機化研究

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(摘自北京青年報

豬場常用消毒劑的應用

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